KR20120136712A - Fluorescent detector - Google Patents

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KR20120136712A
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조성호
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Abstract

PURPOSE: A fluorescence detection device is provided to generate interference between different lights and to ensure excellent detection performance. CONSTITUTION: A fluorescence detection device comprises: a light module(110), a fluorescence selection unit, a telecentric lens, a receiving unit(140), and a housing(150) which covers at least part of other components. The fluorescence detection device is used for determining presence or quantity of a certain target. The target is a nucleic acid. The fluorescence detection device has a sample part containing the sample. The sample part comprises 96 sample chambers.

Description

형광 검출 장치{Fluorescent detector}Fluorescent detector

본 발명은 형광 검출 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fluorescence detection device.

핵산을 증폭하는 장치에 있어서, 매 사이클이 끝난 후 핵산 증폭 과정이 효과적으로 진행되었는지 여부를 검사하는 장치가 필요하다. 특히 이런 장치들은 주로 시료에서 방출하는 형광을 검출함으로써 핵산 증폭 과정이 효과적으로 진행되었는지를 판단한다. 즉 핵산에 상보적인 프로브를 부착시킨 후 이에 대해 여기광을 조사하면, 여기된 프로브가 형광을 방출하게 되는데, 이 때 발생하는 형광을 검출하는 원리이다. In a device for amplifying a nucleic acid, a device for checking whether a nucleic acid amplification process has been effectively performed after every cycle is required. In particular, these devices mainly detect the fluorescence emitted by the sample to determine whether the nucleic acid amplification process has proceeded effectively. That is, when a probe complementary to a nucleic acid is attached and irradiated with excitation light, the excited probe emits fluorescence, which is a principle of detecting fluorescence generated at this time.

하지만 형광을 검출하는 과정에 있어서 기존에 개시되었던 장치들은 모두 부피가 크며 무거운 단점이 있으며, 또한 형광 또는 여기광이 광학계를 지나는 과정에서 파장의 이동이 생겨, 여러 빛 사이에서 간섭현상이 발생하여 검출의 정확성을 떨어뜨린다. 이에 대해 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결한 발명으로서 아래에서 자세히 설명하도록 한다. However, all the previously disclosed devices in the process of detecting fluorescence have the disadvantage of being bulky and heavy, and also because of the shift of wavelength in the process of fluorescence or excitation light passing through the optical system, interference occurs between several lights. Decreases the accuracy. On the other hand, the present invention will be described in detail below as an invention that solves the above problems.

본 발명의 일 실시예는, 시료로부터 형광을 검출하는 형광 검출 장치를 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a fluorescence detection device for detecting fluorescence from a sample.

본 발명의 일 측면에 따르면, 시료실 내부에 위치한 시료로부터 나온 형광을 검출하는 형광 검출 장치에 관한 것으로서, 상기 시료에 여기광을 조사하는 적어도 하나의 조명 모듈;과, 상기 시료로부터 나온 형광만을 선택적으로 투과시키는 형광 선택부;와, 상기 형광을 검출하는 수광부; 및 상기 형광 선택부와 상기 수광부 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈;를 포함하며, According to an aspect of the present invention, a fluorescence detection device for detecting fluorescence from a sample located inside the sample chamber, at least one illumination module for irradiating excitation light to the sample; and only the fluorescence from the sample is selective A fluorescence selecting unit for transmitting the light; and a light receiving unit detecting the fluorescence; And a telecentric lens positioned between the fluorescent selector and the light receiver.

상기 조명 모듈은, 빛을 내보내는 광원부;와, 상기 광원부로부터 나온 빛을 평행하게 이동시키는 콜리메이션 렌즈;와, 상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 빛을 통과시키면서 여기광으로 변화시키는 여기광 선택부;와, 상기 여기광 선택부를 통과한 여기광을 상기 시료로 향하게 하며, 상기 시료로부터 나온 형광은 그대로 통과시키는 빔 스플리터를 포함하는 형광 검출 장치를 제공한다. The illumination module includes: a light source unit for emitting light; a collimation lens for moving light emitted from the light source unit in parallel; and an excitation light selection unit for changing the excitation light while passing the light passing through the collimation lens; And a beam splitter for directing the excitation light passing through the excitation light selection unit to the sample and allowing the fluorescence from the sample to pass through as it is.

여기서, 상기 조명모듈은 제1 방향으로 이동 가능할 수 있다. Here, the lighting module may be movable in the first direction.

여기서, 상기 조명모듈은 복수 개로 이루어지며, 각 조명모듈은 제1 방향을 따라서 평행하게 배치될 수 있다. Here, the lighting module may be formed in plural, and each lighting module may be arranged in parallel along the first direction.

여기서, 상기 광원부는 적어도 하나의 LED 조명을 포함할 수 있다. 또 여기서, 상기 LED 조명은 상기 시료실의 수와 동일한 수로 이루어질 수 있다. Here, the light source unit may include at least one LED light. In addition, the LED lighting may be made of the same number as the number of the sample chamber.

여기서, 상기 형광 선택부는 에미션 필터를 포함할 수 있다. 또 여기서, 상기 에미션 필터는 복수 개로 이루어지며, 각각의 에미션 필터는 서로 교체 가능할 수 있다.Here, the fluorescence selector may include an emission filter. In addition, the emission filter is composed of a plurality, each emission filter may be interchangeable with each other.

여기서, 상기 수광부는 CCD 카메라를 포함할 수 있다. Here, the light receiving unit may include a CCD camera.

여기서, 상기 빔 스플리터는 다이크로익 필터를 포함할 수 있다. Here, the beam splitter may include a dichroic filter.

여기서, 상기 다이크로익 필터에 입사하는 여기광의 입사각은 40도 내지 50도가 될 수 있다. Here, the incident angle of the excitation light incident on the dichroic filter may be 40 degrees to 50 degrees.

여기서, 상기 여기광 선택부는 여기광 필터를 포함할 수 있다. Here, the excitation light selector may include an excitation light filter.

여기서, 상기 여기광 필터에 입사하는 조명의 입사각은 -5도 내지 5도이 될 수 있다. Here, the incident angle of the illumination incident on the excitation light filter may be -5 degrees to 5 degrees.

여기서, 상기 시료는 핵산이 될 수 있다. Here, the sample may be a nucleic acid.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 형광 검출 성능이 좋은 형광 검출 장치를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a fluorescence detection device having good fluorescence detection performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 검출 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 형광 검출 장치의 내부를 나타낸 단면도로서, 시료에 여기광을 조사하는 과정의 도면이다.
도 3는 도 1의 형광 검출 장치의 내부를 나타낸 단면도로서, 시료로부터 나온 형광을 검출하는 과정의 도면이다.
도 4는 도 1의 조명모듈을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 조명모듈의 내부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4의 복수 개가 연결된 조명모듈이 시료에 여기광을 조사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 검출 장치에 있어서, 형광 선택부의 변형예를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a fluorescence detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the inside of the fluorescence detection device of FIG. 1 and illustrating a process of irradiating excitation light to a sample. FIG.
3 is a cross-sectional view illustrating the inside of the fluorescence detection device of FIG. 1 and illustrating a process of detecting fluorescence emitted from a sample.
4 is a perspective view showing the lighting module of FIG.
5 is a cross-sectional view showing the interior of the lighting module of FIG.
6 is a view illustrating a process of irradiating excitation light to a sample by a plurality of lighting modules connected to FIG. 4.
7 is a perspective view showing a modification of the fluorescence selection unit in the fluorescence detection apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 일 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 검출 장치(100)를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 형광 검출 장치(100)의 내부를 나타낸 단면도로서, 시료(T)에 여기광(EL)을 조사하는 과정의 도면이다. 도 3는 도 1의 형광 검출 장치(100)의 내부를 나타낸 단면도로서, 시료(T)로부터 나온 형광(FL)을 검출하는 과정의 도면이다. 1 is a perspective view showing a fluorescence detection device 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the inside of the fluorescence detection device 100 of Figure 1, the excitation light (EL) in the sample (T) ) Is a diagram of the process of examining. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the inside of the fluorescence detection apparatus 100 of FIG. 1 and illustrating a process of detecting the fluorescence FL emitted from the sample T. As shown in FIG.

본 발명의 일 실시예에 관한 형광 검출 장치(100)는 조명모듈(110), 형광 선택부(120), 텔레센트릭 렌즈(130) 및 수광부(140)를 포함하고 있으며, 추가적으로 상기 구성요소들의 적어도 일부을 감싸는 하우징(150)을 포함할 수 있다. The fluorescence detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an illumination module 110, a fluorescence selector 120, a telecentric lens 130, and a light receiver 140. It may include a housing 150 surrounding at least a portion.

형광 검출 장치(100)는 시료(T)가 포함하고 있는 특정 타켓의 존재 여부 또는 수량을 판단하는 장치로서, 타겟을 여기(excitation) 시킨 후 타겟이 방출하는 형광(FL)을 검출함으로써 상기 목적을 달성한다. The fluorescence detection apparatus 100 is a device for determining the presence or quantity of a specific target included in the sample T. The fluorescence detection apparatus 100 detects fluorescence (FL) emitted by the target after excitation of the target. To achieve.

본 실시예에 따른 시료(T)에 포함되는 특정 타겟은 핵산(Nuclear-acid)으로서, 타겟이 되는 특정 핵산에 상보적인 프로브(probe)를 부착시킨 후 상기 프로브를 여기시키는 여기광(EL)을 조사한다. 그 후 여기된 프로브가 방출하는 형광(FL)을 검출함으로써 프로브의 존재 여부 또는 수량을 알게 되며, 이를 근거로 타겟이 되는 특정 핵산의 존재 여부 또는 수량을 알 수 있게 된다. 본 과정은 이 후 자세히 설명하도록 한다. The specific target included in the sample (T) according to the present embodiment is a nucleic acid (Nuclear-acid), and attaches a probe complementary to the target specific nucleic acid and excites the excitation light EL to excite the probe. Investigate. Thereafter, by detecting the fluorescence (FL) emitted by the excited probe, the presence or quantity of the probe is known, and based on this, the presence or quantity of the specific nucleic acid to be targeted can be known. This process will be described later in detail.

본 발명에 관한 형광 검출 장치(100)는 주로 핵산 증폭(PCR) 과정에서 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에 관한 형광 검출 장치(100)는 핵산 증폭과정을 매 사이클 거친 후 핵산이 증폭된 양을 모니터링 하는 역할을 수행할 수 있다. The fluorescence detection apparatus 100 according to the present invention can be mainly used in nucleic acid amplification (PCR). That is, the fluorescence detection apparatus 100 according to the present invention may serve to monitor the amount of nucleic acid amplified after every cycle of nucleic acid amplification.

또한 본 발명에 관한 형광 검출 장치(100)의 대상이 되는 시료(T)는 시료부(160) 내부에 포함된다. 시료부(160)는 적어도 하나의 시료실(161)로 구성되며, 도 1에 도시된 시료부(160)는 총 96개의 시료실(161)을 포함한다.(제1 방향(D1)으로 12행, 제2 방향(D2)으로 8열) 그 중 본 실시예에서는 제1 방향(D1)으로 8행 및 제2 방향(D2)으로 6열에 해당하는 영역에 위치한 시료(T)만을 대상으로 형광 검출 장치(100)에 의한 검출을 행한다. In addition, the sample T, which is the object of the fluorescence detection apparatus 100 according to the present invention, is included in the sample unit 160. The sample unit 160 includes at least one sample chamber 161, and the sample unit 160 illustrated in FIG. 1 includes a total of 96 sample chambers 161 (12 in the first direction D1). Row, eight columns in the second direction D2) In this embodiment, only the sample T located in an area corresponding to eight rows in the first direction D1 and six columns in the second direction D2 is fluorescence. The detection by the detection apparatus 100 is performed.

도 4는 도 1의 조명모듈을 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 조명모듈의 내부를 나타낸 단면도이다.4 is a perspective view illustrating the lighting module of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the interior of the lighting module of FIG. 4.

조명모듈(110)은 시료(T)에 여기광(EL)을 조사하는 기능을 하며, 광원부(111), 콜리메이션 렌즈(collimation lens)(112), 여기광 선택부(113) 및 빔 스플리터(114)를 포함한다. 조명모듈(110)은 추가적으로 이동부(115) 및, 상기 구성요소들을 내부에 포함하는 조명모듈 커버(115)를 포함할 수 있다. The illumination module 110 serves to irradiate the excitation light EL to the sample T, and includes a light source 111, a collimation lens 112, an excitation light selector 113, and a beam splitter ( 114). The lighting module 110 may further include a moving unit 115 and an lighting module cover 115 including the components therein.

조명모듈(110)은 시료부(160)의 상부에 위치하여, 제1 방향을 따라 이동이 가능하다. 또한 조명모듈(110)은 복수 개로 이루어질 수 있으며, 상기 복수 개의 조명모듈(110)은 각각 일 방향을 따라서 서로 평행하게 인접하여 배치될 수 있다.(본 실시예의 경우 제1 방향(D1)을 따라 배치됨) 이 때 각각의 조명모듈(110)을 하나의 채널(Channel)로 부를 수 있으며, 각 채널의 조명모듈(110)은 각기 다른 종류의 핵산을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 그러기 위해서 각 채널의 조명모듈(110)은, 각기 다른 종류의 핵산들에 부착될 프로브들을 여기시키기 위해 각각 상이한 파장의 빛을 낼 수 있으며, 이를 위해서는 각 채널의 조명모듈은 서로 다른 종류의 광원부(111) 또는 서로 다른 종류의 여기광 선택부(113)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 조명모듈(110)은 가로로 나열된 6열이 하나의 채널로서, 본 조명모듈(110)은 총 4개의 채널로 이루어져 있으며, 이는 한 시료실(161)에 포함된 시료(T)에 대해서 4종류의 다른 형광(FL)을 검출할 수 있다. The lighting module 110 is positioned above the sample unit 160 and is movable along the first direction. In addition, the lighting module 110 may be formed in plural, and the plurality of lighting modules 110 may be disposed to be adjacent to each other in parallel to each other in one direction (in the present embodiment, along the first direction D1). In this case, each illumination module 110 may be referred to as one channel, and the illumination module 110 of each channel may be used to detect different kinds of nucleic acids. To this end, the illumination module 110 of each channel may emit light of different wavelengths in order to excite probes to be attached to different kinds of nucleic acids, and for this purpose, the illumination module of each channel may be different from each other. 111 or different types of excitation light selectors 113. The illumination module 110 shown in FIG. 4 is one channel having six columns arranged horizontally, and the illumination module 110 includes four channels in total, which is a sample (T) included in one specimen chamber 161. ), Four different types of fluorescence (FL) can be detected.

광원부(111)는 적어도 하나의 LED 조명을 포함한다. 이 때 LED 조명은 다양한 시료(T)를 관찰함에 있어서 이를 여기시키기 위해 필요한 파장에 따라 다양한 종류의 LED를 포함할 수 있으며, 본 실시예의 경우 470nm, 520nm, 590nm, 640nm 등의 파장을 갖는 LED가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 관찰하고자 하는 시료(T)에 따라 적절한 파장의 조명이 사용될 수 있으며, 이는 LED 조명에 한정하지 않는다. The light source unit 111 includes at least one LED light. In this case, the LED lighting may include various kinds of LEDs according to the wavelengths required to excite it when observing various samples (T), and in the present embodiment, LEDs having wavelengths of 470 nm, 520 nm, 590 nm, and 640 nm may be used. Can be used. However, the present invention is not limited thereto. Depending on the sample T to be observed, illumination of the appropriate wavelength may be used, which is not limited to LED illumination.

광원부(111)가 포함하는 LED 조명의 수는 관찰하고자 하는 시료실(161)의 수와 일치하는 것이 바람직하다. 도 5를 참조하면 본 실시예의 형광 검출 장치(100)의 경우, 6열의 시료실(161)을 대상으로 검출을 하므로 광원부(111)는 6개의 LED 조명을 포함하고 있으며, 좌우 각각에 3개의 LED 조명이 제3 방향(D3)을 따라서 일렬로 나열돼 있다. The number of LED lights included in the light source unit 111 preferably matches the number of sample chambers 161 to be observed. Referring to FIG. 5, in the case of the fluorescence detection apparatus 100 of the present exemplary embodiment, since six chambers of the sample chamber 161 are detected, the light source unit 111 includes six LED lights and three LEDs on each of the left and right sides. The lights are arranged in a line along the third direction D3.

콜리메이션 렌즈(112)는 빛의 경로 상 광원부(111)의 뒤에 위치하여 있으며, 광원부(111)에 포함되는 각각 LED 조명에 콜리메이션 렌즈(112)가 하나씩 구비된다. 콜리메이션 렌즈(112)는 광원부(111)로부터 나온 빛의 진행방향을 평행하게 만드는 기능을 한다. The collimation lens 112 is positioned behind the light source 111 on the light path, and each collimation lens 112 is provided in each of the LED lights included in the light source 111. The collimation lens 112 functions to make the traveling direction of the light emitted from the light source 111 in parallel.

여기광 선택부(113)는 빛의 경로 상 콜리메이션 렌즈(112)의 뒤에 위치하여 있으며, 이는 여기광 필터(excitation filter)를 포함할 수 있다. 여기광 선택부(113)는 콜리메이션 렌즈(112)로부터 나온 빛을 받아서 시료(T)를 여기시키기 위한 특정 파장의 빛인, 여기광(EL)을 내보내는 기능을 한다. 좀 더 구체적으로는 LED 조명으로부터 나온 빛은 파장에 대해서 가우시안(Gaussian) 분포를 가지는 데, 상기 빛이 여기광 필터를 거치면서 특정 영역의 파장을 제외한 나머지 빛은 통과되지 않으며, 특정 영역의 파장을 갖는 빛만 구분되어 통과된다. The excitation light selector 113 is positioned behind the collimation lens 112 on the path of light, which may include an excitation light filter. The excitation light selector 113 receives the light from the collimation lens 112 and emits the excitation light EL, which is light of a specific wavelength for exciting the sample T. More specifically, the light emitted from the LED light has a Gaussian distribution with respect to the wavelength. When the light passes through the excitation light filter, light except for the wavelength of a specific region does not pass, and the wavelength of the specific region does not pass. Only the light it has is passed through.

본 실시예에서 여기광 선택부(113)는 3개의 LED 조명에서 나온 빛들에 대해 하나의 여기광 필터를 구비하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 여기광 선택부는 각 LED 조명마다 별개의 여기광 필터를 포함할 수 있다. In the present embodiment, the excitation light selector 113 includes one excitation light filter for the light emitted from the three LED lights, but the present invention is not limited thereto, and the excitation light selector may have a separate excitation for each LED light. It may include an optical filter.

이 때 콜리메이션 렌즈(112)를 통과하면서 평행 광으로 변한 빛은 여기광 필터에 입사되는 데, 상기 여기광 필터에 대한 상기 빛의 입사각은 대략적으로 -5도 내지 5도인 것이 바람직하며, 0도인 것이 가장 바람직하다. 위와 같이 입사각을 가질 때, 여기광 필터를 통과하면서 발생할 수 있는 파장의 이동을 예방할 수 있으며, 파장의 정확한 제어가 가능해진다. At this time, the light that is changed into parallel light while passing through the collimation lens 112 is incident on the excitation light filter. The incident angle of the light with respect to the excitation light filter is preferably about -5 degrees to 5 degrees, and is 0 degrees. Most preferred. When the incident angle as described above, it is possible to prevent the shift of the wavelength that can occur while passing through the excitation light filter, it is possible to precisely control the wavelength.

빔 스플리터(beam splitter)(114)는 빛의 경로 상 여기광 선택부(113)의 뒤에 위치하여 있으며, 여기광(EL)은 반사시키며 형광(FL)은 투과시키는 기능을 갖는다. 본 실시예에 따른 빔 스플리터(114)는 다이크로익 필터(Dichroic filter)를 포함할 수 있다. 다이크로익 필터는 특정한 파장의 빛은 통과시키며 나머지 파장의 빛은 반사시키는 특성을 가진 필터이다. 본 실시예의 경우 사용될 수 있는 다이크로익 필터는 시료(T)로부터 나오는 형광(FL)이 갖는 파장대의 빛을 투과시키며, 여기광(EL)의 파장을 포함한 다른 파장의 빛은 반사시키는 성질을 지닌 것이 바람직하다.The beam splitter 114 is positioned behind the excitation light selector 113 on the light path, and reflects the excitation light EL and transmits the fluorescence FL. The beam splitter 114 according to the present embodiment may include a dichroic filter. Dichroic filters are filters that pass light at a specific wavelength and reflect light at the rest of the wavelength. The dichroic filter that can be used in this embodiment transmits light of a wavelength range of the fluorescence (FL) emitted from the sample (T), and reflects light of other wavelengths including the wavelength of the excitation light (EL) It is preferable.

빔 스플리터(114)에는 여기광 선택부(113)로부터 나온 여기광(EL)이 입사된다. 이 때 빔 스플리터(114)에 대한 여기광(EL)의 입사각은 대략적으로 40 내지 50도인 것이 바람직하며, 45도인 것이 가장 바람직하다. 상기 입사각이 전술한 범위 내로 제한될 경우, 입사된 빛이 다이크로익 필터에서 반사되면서 생길 수 있는 파장의 이동이 발생하지 않게 되어, 광 파장의 정확한 제어는 물론, 형광(FL) 검출에 있어서 보다 정확성 높은 결과를 얻을 수 있다. The excitation light EL emitted from the excitation light selector 113 is incident on the beam splitter 114. In this case, the incident angle of the excitation light EL with respect to the beam splitter 114 is preferably approximately 40 to 50 degrees, most preferably 45 degrees. When the angle of incidence is limited within the above-mentioned range, the shift of the wavelength that may occur as the incident light is reflected by the dichroic filter does not occur, so that the precise control of the wavelength of light and of course, the fluorescence (FL) detection is more effective. High accuracy results can be obtained.

이동부(115)는 조명모듈 커버(116))의 상부에 설치되어, 조명모듈(110)이 제1 방향(D1)으로 이동하게 하는 기능을 갖는다. 본 실시예의 경우 제1 방향(D1)은 시료부(160)에서 12개의 시료실(161)이 일렬로 나열된 방향과 평행한 방향이나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 제1 방향은 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있다.The moving unit 115 is installed above the lighting module cover 116 and has a function of moving the lighting module 110 in the first direction D1. In the present embodiment, the first direction D1 is a direction parallel to the direction in which the twelve sample chambers 161 are arranged in a line in the sample unit 160, but the present invention is not limited thereto, and the first direction is determined by the designer. Subject to change.

본 실시예의 이동부(115)는 조명모듈(110)의 상부에 설치된 레일과, 하우징(150)의 하부에 설치된 레일이 맞물려서 설치되며, 모터(미도시)를 이용하여 이동하는 방식이다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 본 발명의 이동부가 조명모듈을 일 방향으로 이동시키는 방식은 물체를 이동시키는 다른 종래의 방식을 포함할 수 있다. The moving unit 115 of the present embodiment is installed by engaging a rail installed at the upper portion of the lighting module 110 and a rail installed at the lower portion of the housing 150 and moving by using a motor (not shown). However, the present invention is not limited thereto, and the moving part of the present invention moves the lighting module in one direction may include another conventional method of moving an object.

형광 선택부(120)는 시료(T)로부터 나온 형광(FL)이 빔 스플리터(114)를 통과하여 입사되는 부분으로서, 형광 선택부(120)는 에미션 필터(Emission filter)를 포함할 수 있다.The fluorescence selector 120 is a portion where the fluorescence FL emitted from the sample T passes through the beam splitter 114, and the fluorescence selector 120 may include an emission filter. .

형광 선택부(120)는 입사되는 빛 중에서 형광(FL)이 갖는 파장의 빛만을 통과시킨다. 즉, LED 조명으로부터 나온 빛은 시료(T)로부터 나온 형광(FL)에 비해서 훨씬 강한 빛으로서, 그대로 수광부(140)로 입사되어 검출되는 경우 검출 결과의 정확성은 현저하게 떨어지게 된다. 형광 선택부(120)는 이를 막기 위한 구성으로서, 시료(T)로부터 나온 빛이 수광부(140)로 이동하는 경로에 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 형광 선택부(120)는 조명모듈(110)의 내부에 설치되었으나 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 하우징(150) 내부에 위치할 수도 있다. The fluorescence selector 120 passes only light having a wavelength of the fluorescence FL from the incident light. That is, the light emitted from the LED light is much stronger than the fluorescent light FL emitted from the sample T. When the incident light is incident on the light receiving unit 140 as it is, the accuracy of the detection result is remarkably inferior. The fluorescence selector 120 is configured to prevent this, and it is preferable that the light emitted from the sample T is installed in a path that moves to the light receiver 140. In the present embodiment, the fluorescent selector 120 is installed inside the lighting module 110, but the present invention is not limited thereto and may be located inside the housing 150.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 검출 장치(100)에 있어서, 형광 선택부(120)의 변형예를 나타낸 사시도이다. 7 is a perspective view illustrating a modification of the fluorescence selection unit 120 in the fluorescence detection apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 7에서 나타낸 변형예를 참조해 보면, 형광 선택부(120)는 다수 개의 에미션 필터를 포함할 수 있으며, 필터 교체부(120a)를 포함하고 있어 상기 에미션 필터들을 상황에 맞게 교체할 수 있다. Referring to the modification illustrated in FIG. 7, the fluorescence selector 120 may include a plurality of emission filters, and may include a filter replacement unit 120a to replace the emission filters according to a situation. have.

이는 복수 개의 채널을 갖는 조명모듈(110)과 연관하여 각 채널에 의해 발생하는 각기 다른 파장의 형광(FL)을 투과시킬 수 있도록, 필터 교체부(120a)에 의한 에미션 필터의 교체가 이루어진다. The replacement of the emission filter by the filter replacement unit 120a is performed so as to transmit fluorescence FL of different wavelengths generated by each channel in association with the lighting module 110 having a plurality of channels.

예를 들어, 제1 채널에 의해 제1 여기광 파장의 여기광(EL)이 시료(T)에 조사되는 경우 시료(T)로부터 제1 형광 파장의 형광(FL)이 나온다고 가정을 하면, 제1 형광 파장의 형광(FL)을 투과시키는 제1 에미션 필터가 필터 교체부(120a)에 의해 장착이 된다. 그 후 제2 채널에 의해 제2 여기광 파장의 여기광(EL)이 시료(T)에 조사될 때 시료(T)로부터 제2 형광(FL) 파장이 나온다면, 역시 제2 형광(FL) 파장에 맞는 제2 에미션 필터가 필터 교체부(120a)에 의해 장착되는 것이다.For example, when the excitation light EL of the first excitation light wavelength is irradiated onto the sample T by the first channel, it is assumed that the fluorescence FL of the first fluorescence wavelength is emitted from the sample T. The first emission filter for transmitting the fluorescence FL of one fluorescence wavelength is mounted by the filter replacement unit 120a. Then, when the second fluorescent light FL is emitted from the sample T when the excitation light EL having the second excitation light wavelength is irradiated onto the sample T by the second channel, the second fluorescent light FL is also generated. The second emission filter for the wavelength is mounted by the filter replacement unit 120a.

따라서 필터 교체부(120a)는 각 채널의 조명모듈(110)에 의해 발생하는 서로 다른 파장의 형광(FL)에 대응하여, 이를 투과시키는 에미션 필터를 선택적으로 형광(FL) 선택부(120)에 장착하는 기능을 수행한다. 즉, 다양한 파장에 적합한 에미션 필터를 선택적으로 채택함으로써 다양한 파장의 형광(FL)을 검출할 수 있는 이점을 갖는다. Accordingly, the filter replacement unit 120a selectively corresponds to an emission filter that transmits the emission filter corresponding to the fluorescence (FL) having different wavelengths generated by the illumination module 110 of each channel. Perform the function of mounting on. That is, by selectively adopting an emission filter suitable for various wavelengths, there is an advantage in that it is possible to detect fluorescence (FL) of various wavelengths.

텔레센트릭 렌즈(130)는 시료(T)로부터 나온 형광(FL)이 수광부(140)로 이동하는 경로 상에 배치되어, 형광 선택부(120)를 통과한 형광(FL)이 텔레센트릭 렌즈(130)를 통과하게 된다. 텔레센트릭 렌즈(130)는 다양한 광학요소들을 포함할 수 있으며, 이들의 결합으로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 텔레센트릭 렌즈(130)는 하나의 렌즈만을 포함하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. The telecentric lens 130 is disposed on a path through which the fluorescence FL from the sample T moves to the light receiving unit 140 so that the fluorescence FL passing through the fluorescence selection unit 120 is a telecentric lens. Pass 130. The telecentric lens 130 may include various optical elements, and may be a combination thereof. The telecentric lens 130 of the present embodiment includes only one lens, but the present invention is not limited thereto.

텔레센트릭 렌즈(130)는 이에 입사하는 빛 중에서 좁은 허용 입사각(예를 들어, -2도 내지 2도)만을 투과시킨다. 즉, 다양한 경로의 빛이 본 렌즈에 입사되는 경우 특정 방향과 대략적으로 평행한 빛만이 본 렌즈를 지나가게 된다. 위와 같이 좁은 허용 입사각을 갖는 까닭에 본 렌즈를 통과하는 과정에서 파장의 이동은 발생하지 않는다. 따라서 형광(FL)의 정밀한 파장 제어가 가능해지며, 복수 개의 채널로부터 발생하는 형광(FL)들끼리의 간섭 현상이 사라지므로 정확한 검출 결과를 얻을 수 있다. 즉, 각 채널간의 간섭이 줄어들어 깨끗한 증폭 곡선을 얻을 수 있는 장점이 있다. The telecentric lens 130 transmits only a narrow allowable angle of incidence (for example, -2 degrees to 2 degrees) among the light incident thereto. That is, when light of various paths is incident on the lens, only light substantially parallel to the specific direction passes through the lens. Due to the narrow allowable angle of incidence as described above, no wavelength shift occurs in the course of passing through the lens. Therefore, precise wavelength control of the fluorescence FL is possible, and the interference phenomenon between the fluorescence FL generated from the plurality of channels disappears, thereby obtaining accurate detection results. That is, there is an advantage that a clear amplification curve can be obtained by reducing interference between channels.

수광부(140)는 시료(T)로부터 나온 형광(FL)을 검출하는 수단으로서, 다양한 종류의 검출 센서를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 수광부(140)는 형광(FL)을 검출하는 센서로서 CCD 카메라(141)를 포함하고 있다.
The light receiving unit 140 is a means for detecting the fluorescence FL emitted from the sample T, and may include various types of detection sensors. The light receiving unit 140 according to the present embodiment includes a CCD camera 141 as a sensor for detecting fluorescence (FL).

이하에서, 본 실시예에 따른 형광(FL) 검출 장치(100)의 작동과정에 대해서 설명한다. Hereinafter, an operation process of the fluorescence (FL) detection device 100 according to the present embodiment will be described.

도 2 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 형광(FL) 검출 장치(100)의 작동과정은 도 2에 개시된 여기광(EL) 조사과정 및, 도 3에 개시된 형광(FL) 검출 과정으로 나눌 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3, an operation process of the fluorescence (FL) detection apparatus 100 may be divided into an excitation light (EL) irradiation process disclosed in FIG. 2 and a fluorescence (FL) detection process disclosed in FIG. 3. .

먼저 도 2 및 도 5에서 나타난 바와 같이 조명모듈(110)에 의한 여기광(EL) 조사과정을 살펴보면, 우선 광원부(111)에서 빛이 나오게 된다. 이 때의 빛은 여러 방향으로 분산되어 나오게 되는데, 콜리메이션 렌즈(112)를 통과하면서 특정 방향으로 집중되어 나오게 되며 그 후 대략적으로 제2 방향(D2)에 평행하게 이동하게 된다. 콜레메이션 렌즈(112)를 통과한 빛은 여기광 선택부(113)를 지나게 되는데, 이 과정에서 타겟이 되는 시료(T)를 여기시키기 위해 필요한 여기광(EL) 파장을 선별적으로 내보내게 된다. 즉, 여기광 선택부(113)에 포함된 여기광 필터를 지나면서 특정 영역의 파장만이 여기광 선택부(113)로부터 나오게 된다. 이로부터 나온 여기광(EL)은 빔 스플리터(114)에 입사되며, 이 때 입사한 각(대략적으로 45도임)과 동일한 반사각을 가지며 여기광(EL)이 반사된다. 반사된 여기광(EL)은 제3 방향(D3)의 반대 방향으로 시료(T)에 입사하게 되며, 여기광(EL)은 대략적으로 시료(T)에 수직으로 입사하게 됨에 따라 시료(T)가 내부에서 받는 여기광(EL)의 공간적인 편차는 거의 없게 된다. 이와 같이 시료(T)에 조사된 여기광(EL)은 시료(T)를 여기시키며, 이에 따라 시료(T)로부터 형광(FL)이 발생하여 나오게 된다. First, as shown in FIGS. 2 and 5, when looking at the excitation light EL irradiation process by the illumination module 110, first, light is emitted from the light source unit 111. At this time, the light is distributed in various directions, and the light is concentrated in a specific direction while passing through the collimation lens 112, and then moved approximately in parallel with the second direction D2. The light passing through the collimation lens 112 passes through the excitation light selector 113, which selectively emits the excitation light EL wavelength necessary to excite the target sample T. . That is, only the wavelength of the specific region is emitted from the excitation light selection unit 113 while passing through the excitation light filter included in the excitation light selection unit 113. The excitation light EL emitted therefrom is incident on the beam splitter 114, and has the same reflection angle as the incident angle (approximately 45 degrees), and the excitation light EL is reflected. The reflected excitation light EL is incident on the sample T in the direction opposite to the third direction D3, and the excitation light EL is approximately incident perpendicularly to the sample T, thereby causing the sample T to fall. There is almost no spatial variation in the excitation light EL received from the inside. The excitation light EL irradiated to the sample T in this way excites the sample T, whereby fluorescence FL is generated from the sample T.

다음은 도 3을 참조하여 형광(FL) 검출 과정을 살펴본다. Next, the fluorescence (FL) detection process will be described with reference to FIG. 3.

시료(T)가 여기됨에 따라 형광(FL)을 방출하게 된다. 이 때 형광(FL)은 제3 방향을 따라 이동하게 되며, 이는 빔 스플리터(114)의 다이크로익 필터를 관통하여 계속 진행하게 된다. 그 후 형광(FL)은 조명모듈(110) 내부에 위치한 형광(FL) 선택부(120)를 통과하게 되며, 이 과정에서 형광(FL) 선택부(120)에 입사한 빛 중 여기광(EL)은 걸러지며 형광(FL)만이 통과하게 된다. 통과된 형광(FL)은 그 후 텔레센트릭 렌즈를 통과하면서, 텔레센트릭 렌즈에 대한 입사각이 대략적으로 -2도 내지 2도인 형광(FL)만이 통과하게 되며, 이 과정에서 평행하게 바뀐 형광(FL)은 상부에 배치된 수광부(140)에 유입되어 검출되게 된다.As the sample T is excited, it emits fluorescence FL. At this time, the fluorescence FL moves along the third direction, which continues through the dichroic filter of the beam splitter 114. Afterwards, the fluorescence FL passes through the fluorescence (FL) selection unit 120 located inside the lighting module 110, and in this process, the excitation light EL is emitted from the fluorescence (FL) selection unit 120. ) Is filtered and only fluorescence (FL) passes. Passed fluorescence (FL) then passes through the telecentric lens, passing only the fluorescence (FL) having an angle of incidence to the telecentric lens of approximately -2 degrees to 2 degrees, and in this process the fluorescence changed in parallel ( The FL flows into the light receiving unit 140 disposed above and is detected.

도 6은 도 4의 복수 개가 연결된 조명모듈(100)이 시료(T)에 여기광(EL)을 조사하는 과정을 나타내는 도면이다.  6 is a diagram illustrating a process of irradiating excitation light EL to a sample T by the illumination module 100 connected to the plurality of FIG. 4.

도 6에 나타난 조명모듈(100)은 네 개의 채널의 조명모듈(110a, 110b, 110c, 110d)로 이루어져 있으며, 각 채널의 조명모듈(110a,110b,110c,110d)은 제1 방향(D1)을 따라 이동하면서 차례로 시료(T)에 여기광(EL)을 조사하게 된다. 다만 도 6에 나타난 각 과정은, 4개 채널의 조명모듈(110a,110b,110c,110d)이 각각 8행의 모든 시료실(161)에 여기광(EL)을 차례로 조사하는 모든 과정을 나타내고 있지는 않으며, 일부만 나타낸 것으로 그 순서 및 과정은 모두 하나의 예시에 불과하다. The illumination module 100 shown in FIG. 6 is composed of four channels of illumination modules 110a, 110b, 110c, and 110d, and the illumination modules 110a, 110b, 110c, and 110d of each channel have a first direction D1. The excitation light EL is irradiated onto the sample T in sequence while moving along the line. However, each process shown in FIG. 6 represents all processes in which the illumination modules 110a, 110b, 110c, and 110d of the four channels irradiate the excitation light EL to all the sample chambers 161 in eight rows, respectively. Only some of them have been shown, and the order and process are only one example.

예를 들어 제1 채널의 조명모듈(110a)이 제1 방향(D1)을 기준으로 가장 처음에 위치한 제1 시료실(160a)에 여기광(EL)을 조사한 후, 제1 방향(D1)으로 이동하여 제2 시료실(160b)에 여기광(EL)을 조사한다. 그 후 제1 방향(D1)으로 일부 이동 후 제2 채널의 조명모듈(110b)이 제1 시료실(160b)에 여기광(EL)을 조사한 후 다시 계속해서 제1 방향(D1)으로 이동하며 상기 과정을 연속해서 진행하는 방식이다. For example, the illumination module 110a of the first channel irradiates the excitation light EL to the first sample chamber 160a positioned first in the first direction D1 and then moves in the first direction D1. It moves and irradiates excitation light EL to 2nd sample chamber 160b. Thereafter, after partially moving in the first direction D1, the illumination module 110b of the second channel irradiates the excitation light EL to the first sample chamber 160b, and then continues to move in the first direction D1 again. The above process is carried out continuously.

이와 관련하여, 각 채널의 조명모듈(100)이 각 시료실에 여기광(EL)을 조사하는 경우, 각 시료(T)가 내는 형광(FL)의 파장에 맞는 에미션 필터를 필터 교체부(120a)에 의해 교체하는 것이 바람직하다.
In this regard, when the illumination module 100 of each channel irradiates excitation light EL to each sample chamber, an emission filter corresponding to the wavelength of fluorescence FL emitted by each sample T may be replaced by a filter replacement unit ( It is preferable to replace by 120a).

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

100: 형광 검출 장치
110: 조명모듈 111: 광원부
112: 콜리메이션 렌즈 113: 여기광 선택부
114: 빔 스플리터 115: 이동부
116: 조명모듈 커버 120: 형광 선택부
130: 텔레센트릭 렌즈 140: 수광부
150: 하우징 160: 시료부
EL: 여기광 FL: 형광100: fluorescence detection device
110: lighting module 111: light source
112: collimation lens 113: excitation light selector
114: beam splitter 115: moving part
116: lighting module cover 120: fluorescent selection unit
130: telecentric lens 140: light receiver
150: housing 160: sample part
EL: excitation light FL: fluorescence

Claims (13)

시료실 내부에 위치한 시료로부터 나온 형광을 검출하는 형광 검출 장치에 관한 것으로서,
상기 시료에 여기광을 조사하는 적어도 하나의 조명 모듈;
상기 시료로부터 나온 형광만을 선택적으로 투과시키는 형광 선택부;
상기 형광을 검출하는 수광부; 및
상기 형광 선택부와 상기 수광부 사이에 위치하는 텔레센트릭 렌즈;를 포함하며,
상기 조명 모듈은,
빛을 내보내는 광원부;
상기 광원부로부터 나온 빛을 평행하게 만들어주는 콜리메이션 렌즈;
상기 콜리메이션 렌즈를 통과한 빛을 여기광으로 변화시키는 여기광 선택부;
상기 여기광을 상기 시료로 향하게 하며, 상기 시료로부터 나온 형광은 그대로 통과시키는 빔 스플리터를 포함하는 형광 검출 장치. The present invention relates to a fluorescence detection device for detecting fluorescence from a sample located inside a sample chamber.
At least one illumination module irradiating excitation light to the sample;
A fluorescence selector for selectively transmitting only fluorescence from the sample;
A light receiving unit detecting the fluorescence; And
And a telecentric lens positioned between the fluorescent selection unit and the light receiving unit.
The lighting module,
A light source unit emitting light;
A collimation lens for parallelizing the light from the light source unit;
An excitation light selection unit for converting light passing through the collimation lens into excitation light;
And a beam splitter that directs the excitation light to the sample and passes the fluorescence from the sample as it is. 제1항에 있어서,
상기 조명모듈은 제1 방향으로 이동 가능한 형광 검출 장치. The method of claim 1,
And the illumination module is movable in the first direction. 제2항에 있어서,
상기 조명모듈은 복수 개로 이루어지며, 각 조명모듈은 제1 방향을 따라서 평행하게 배치되는 형광 검출 장치. The method of claim 2,
The illumination module is composed of a plurality, each illumination module is disposed in parallel along the first direction. 제1항에 있어서,
상기 광원부는 적어도 하나의 LED 조명을 포함하는 형광 검출 장치.The method of claim 1,
The light source unit includes at least one LED lighting fluorescence detection device. 제4항에 있어서,
상기 LED 조명은 상기 시료실의 수와 동일한 수로 이루어지는 형광 검출 장치. 5. The method of claim 4,
And the LED lighting is configured to have the same number as that of the sample chamber. 제1항에 있어서,
상기 형광 선택부는 에미션 필터를 포함하는 형광 검출 장치. The method of claim 1,
The fluorescence detection unit comprises an emission filter. 제6항에 있어서,
상기 에미션 필터는 복수 개로 이루어지며, 각각의 에미션 필터는 서로 교체 가능한 형광 검출 장치. The method according to claim 6,
The emission filter is composed of a plurality, each emission filter is interchangeable with each other. 제1항에 있어서,
상기 수광부는 CCD 카메라를 포함하는 형광 검출 장치. The method of claim 1,
And the light receiving unit comprises a CCD camera. 제1항에 있어서,
상기 빔 스플리터는 다이크로익 필터를 포함하는 형광 검출 장치. The method of claim 1,
The beam splitter includes a dichroic filter. 제9항에 있어서,
상기 다이크로익 필터에 입사하는 여기광의 입사각은 40도 내지 50도인 형광 검출 장치.10. The method of claim 9,
The incident angle of the excitation light incident on the dichroic filter is 40 degrees to 50 degrees. 제1항에 있어서,
상기 여기광 선택부는 여기광 필터를 포함하는 형광 검출 장치. The method of claim 1,
The excitation light selector comprises an excitation light filter. 제11항에 있어서,
상기 여기광 필터에 입사하는 조명의 입사각은 -5도 내지 5도인 형광 검출 장치. The method of claim 11,
An incidence angle of illumination incident on the excitation light filter is -5 degrees to 5 degrees. 제1항에 있어서,
상기 시료는 핵산인 형광 검출 장치. The method of claim 1,
Wherein said sample is a nucleic acid.
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